In Doraemon 3: Makai no Dungeon gaan spelers met de geliefde robotkat en zijn vrienden op avontuur in gevaarlijke, steeds veranderende doolhoven, gebaseerd op de film Nobita's Great Adventure into the Underworld. De game laat je meerdere personages uit de serie besturen, terwijl je door tegelgebaseerde omgevingen beweegt om gevangen vrienden te bevrijden en verborgen magische artefacten diep in de kerkers te ontdekken.
De game gebruikt een klassiek roguelike-systeem, waarbij beweging en gevechten in beurtgebaseerde stappen plaatsvinden. Doraemon 3: Makai no Dungeon richt zich op het strategisch gebruik van Doraemon's futuristische gadgets, die fungeren als wapens, genezende items of hulpmiddelen om de omgeving te veranderen. Succes hangt af van zorgvuldig inventarisbeheer en doordachte planning om steeds sterkere monsters te verslaan, terwijl de duurzaamheid van de gadgets behouden blijft.
Willekeurig gegenereerde verdiepingsindelingen zorgen ervoor dat elke kerkerloop een unieke ervaring biedt. Spelers komen een verscheidenheid aan vallen, geheime kamers en handelskraampjes tegen in de ondergrondse niveaus. De visuele stijl vertaalt de look van de anime naar een 3D-isometrisch aanzicht, waardoor personages herkenbaar blijven en tegelijkertijd een kenmerkende kerkerverkenningssfeer wordt gecreëerd.
Als een zeldzame roguelike-titel in de Doraemon-franchise onderscheidt Doraemon 3: Makai no Dungeon zich van de typische platformers uit de serie. Het introduceert risicovolle gevolgen bij falen, waarbij het verliezen van een run betekent dat je items en voortgang verliest, wat precisie en vooruitziendheid van de speler vereist.